Прогар клапанов при установке ГБО
Среди водителей ходят упорные слухи, что после перехода на газ в двигателе обязательно прогорают выпускные клапана, а их последующий (и регулярный?) ремонт полностью компенсирует экономию на топливе.
Разбираемся так ли это и откуда это пошло:
Из-за чего может прогореть клапан? Основная причина – повышенная температура выхлопа, измененное качество смеси с преобладанием кислорода.
Это вполне реальная и действительная причина. Но корни ее в далеком прошлом, когда автомобили ездили на карбюраторах, газ ставился 2го поколения, где смесь регулировалась грубо говоря одним винтиком (аналог карбюратора) и делалось все это преимущественно на глаз. Установка гбо считалась законченной, когда двигатель нормально держал обороты и выдавал схожую на бензине динамику.
Более того, имелись и желающие принудительно обеднить смесь, т.к. это еще больше снижает расход газа (который сам по себе в 2 раза дешевле бензина). Таким образом качество топлива ухудшалось (повышенный кислород давал большую температуру сгорания смеси), но расход газа снижался, некоторым умельцам удавалось вывести его еще ниже расхода бензина. И вот тут понятно дело в перспективе им светили проблемы с клапанами.
И разумеется, старые карбюраторные автомобили не умели отслеживать качество смеси, не анализировали выхлоп и после всех этих манипуляций не могли предупредить водителя сигналом «чек» на приборной панели.
В те времена было проделано более чем много неправильных установок, посему поверие о том, что газ способствует прогару клапанов прочно закрепилось (и как видим, не безосновательно).
Настоящее время.
На современные инжекторные автомобили уже ставиться ГБО 4го поколения, где всем управляет электроника. Настройка ГБО производится при подключении компьютера в специальных программах, так что это исключает кустарщину и желающие еще больше принудительно снизить расход газа не имеют возможности это проделать в домашних условиях.
В программах производителями ГБО уже заложены базовые параметры настройки для каждого автомобиля – они являются безопасными для двигателя.
Современные автомобили ездят на 95-98ом бензине, октановое число которого (в отличие от 80го и 76го) максимально приближено к октановому числу пропан-бутановой смеси, степень сжатия такова, что параметры работы практически не отличаются при работе на газе и бензине.
Более того, сам автомобиль еще до кучи контролирует качество смеси и в случае сдвига параметров работы ГБО или изначально неправильной настройке сразу же выдаст ошибку «проверьте двигатель».
Практические замеры:
Очень рекомендуем посмотреть вот это видео, его делали не газовщики, но довольно грамотно разложили все эти мифы о работе на газе современных автомобилей. Конкретно здесь разбирается миф о падении мощности, влияние газа на катализатор и о прогаре клапанов:
Советы
Ставьте газ, если вы используете авто для работы и реально много на нем передвигаетесь. В случае если вылезет «чек», обязательно посетите автосервис ГБО и произведите настройку. Не надо ездить на газу с сигнализацией «check engine»
Газ и клапаны, причины прогорания.
Установка на автомобиль газобаллонного оборудования (ГБО) в последние годы стала едва ли не «вопросом номер один» для тех, чьи расходы на транспортное средство нельзя назвать безграничными. Оно и понятно: цены на топливо постоянно растут, а доходы — нет. Как следствие, автомобилисты ищут возможности сэкономить, и ГБО в этом отношении видится отличным и логичным решением. Но, в то же время, вокруг газобаллонного оборудования образовалось столько баек и мифов, что отличить их от правды бывает нелегко. Одна из таких баек звучит так: «На двигателях, переоборудованных для работы на газе, прогорают выпускные клапана». Неужели, установив газ на авто, следует ждать именно такого исхода?
Для того, дабы разобраться что к чему, я решил расставить все точки над «и». Раз и навсегда выяснить, по каким же причинам происходит прогар клапанов и их чрезмерный износ.
Возможные варианты прогорания клапанов:
- Нагар, кусочки которого, попадая в зазор клапана, приводят к его прогоранию.
- Неправильная работа газораспределительного механизма, приводящая к нарушению фаз газораспределения или к прорыву газов во время такта рабочего хода. В результате чего клапан перегревается и подвергается повышенному износу.
- Чрезмерно обедненная топливо-воздушная смесь. При работе на которой в выхлопе присутствует лишний кислород, который и окисляет поверхность клапанов сверх расчётной меры.
- Высокая температура отработанных газов, догорание в выпускном тракте, влекущие за собой перегрев клапанов, со всеми вытекающими отсюда последствиями.
- Отсутствие нормальных условий для воспламенения горючей смеси, детонация.
При сгорании газа, в отличие от бензина, нагара не образовывается. Потому, за исключением некоторых «но», которые от газа как от топлива напрямую не зависят, у газа перед бензином имеется неоспоримое преимущество.
Нарушения в работе ГРМ зависят только от качества технического обслуживания автомобиля. Неправильно установленный ремень или цепь ГРМ, а так же несвоевременная регулировка температурного зазора – причины, на которые ни бензин, ни тем более газ никакого влияния не имеют.
При прогорании клапанов по причине обеднённой топливной смеси, вид топлива значения не имеет. Здесь скорее причина в некорректной работе топливной системы, или порой в банальном желании сэкономить на топливе путём обеднения смеси. Немалое участие в этом имеет так называемый «чип тюнинг». И ещё раз повторюсь. Клапана пострадают вне зависимости от вида топлива. Газ установленный на авто, в этом случае, решающей роли не играет.
При неполном сгорании топливной смеси клапана действительно греются больше нормы, и у газа здесь есть небольшой грешок. Ведь двигатель всё таки заточен под работу на бензине. И на некоторых режимах газ действительно не успевает сгорать, догорая в выпускном тракте. Но это в основном проблема метана. Пропан-бутановая смесь при правильной настройке оборудования полноценно сгорает в цилиндрах подавляющего большинства двигателей.
Газ более требовательный к условиям воспламенения чем бензин. У газа более высокая температура воспламенения чем у бензина. Потому, при плохом состоянии системы зажигания или при недостаточной компрессии, возможны пропуски воспламенения. Но клапана ведь страдают от детонации. А при работе бензинового двигателя оборудованного газом детонация невозможна. Ведь у газа октановое число 103 – 115, в отличие от бензина, у которого этот показатель максимум 95. Потому по этой причине смерть клапанов у газохода невозможна.
Из своего опыта, могу добавить, что клапана прогорают и на бензиновых двигателях, и на дизелях. И за годы работы с автомобилями я не встретил, ни единого двигателя с прогоревшими клапанами, где можно было бы смело утверждать, что клапана прогорели именно по той причине, что двигатель работал на газе.
Зачастую имеет место целый комплекс причин, который я постараюсь разложить по полочкам в «Трактате о сгоревшем клапане», вступлением к которому является эта статья.
Из вышеизложенного можно сделать вывод что газ, установленный на автомобиль, при правильной настройке системы питания и удовлетворительном состоянии двигателя, на продолжительность жизни клапанов пагубного влияния не оказывает.
Почему на газу прогорают клапана
Для того чтобы развеять этот миф, необходимо понять почему вообще прогорают клапана при работе двигателя на топливе с большим октановым числом (Рассмотрим на примере бензина).
Клапана в двигателе бывают впускные и выпускные. Задача впускных клапанов наполнить в нужный момент топливовоздушной смесью цилиндры двигателя, задача выпускных – освободить в нужный момент камеру сгорания от отработавших газов после сгорания топлива.
Действительно, в некоторых случаях использование бензина с большим октановым числом может привести к прогоранию выпускных клапанов. Бытует мнение, что происходит это из-за большей температуры горения смеси с более высоким октановым числом. На самом деле все наоборот. Топливо с большим октановым числом, обычно горит с такой же или меньшей температурой, но горит дольше и сгорает полностью, в отличие от низкооктановой смеси. При этом если время горения превышает расчетное, может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. На практике же конструкция большинства ДВС позволяет реализовать весь потенциал топлива с большим высоким октановым числом без ущерба для выпускных клапанов. Как упоминалось выше, высокооктановое топливо горит дольше и следовательно для правильного и полного сгорания смеси ее поджег должен осуществляться раньше.
В современных автомобилях установлена система, которая автоматически регулирует угол зажигания, что позволяет автомобилю эксплуатироваться на высокооктановом топливе. Если в вашем автомобиле не предусмотрено такой системы, то вам следует обратиться в сервисный центр для установки дополнительного модуля, который позволит регулировать угол зажигания.
Есть еще одна причина прогара клапанов, которая абсолютно не связана с видом топлива (бензин/газ) и его октановым числом. А происходит это по причине не отрегулированного клапанного зазора. Если зазор клапана настолько велик, что клапан не может полностью закрыться, то отработанные газы проходят через подпускающий клапан и в конечном итоге «прожигают» седло или клапан. В идеале, клапан в закрытом положении должен очень плотно сидеть в “седле клапана”. Для этого необходимо, чтобы на шток клапана не было вообще никакого давления. Толкатель должен лишь касаться кончика штока. Но в реальности реализовать это невозможно, и поэтому между штоком клапана и клапанным рычагом (толкателем) остается небольшое пространство, которое называется клапанным зазором.
Современных двигатели оснащены гидрокомпенсаторами или гидротолкателями которые автоматически регулируют клапанный зазор. На двигателях, которые не оснащены гидрокомпенсаторами, зазор регулируется механически (вручную).
Чем лучше высокооктановое топливо?
Для понимания принципов повышения мощности и эффективности ДВС необходимо понять, что такое преждевременное воспламенение, детонация и октановое число. Причем, не на уровне рассуждений, что 98-ой бензин более качественный, чем 95-ый. Нужно понимать, что октановое число само по себе не самоцель, а лишь один из факторов достижения наилучших эксплуатационных характеристик ДВС.
Топливная смесь в ДВС не взрывается — она горит. Скорость горения должна соответствовать скорости движения поршня. Фронт воспламенения должен быть однородным и распространяться ровно по ходу поступательного движения. Чем меньше температура горения, тем меньше потери на тепловыделение. Это все упрощенные заявления, но общую суть явлений передают.
Преждевременное воспламенение происходит, когда при увеличении давления в смеси она самопроизвольно воспламеняется. При этом получается, что часть работы затрачивается не на то, чтобы толкать поршень, а на то чтобы помешать завершить поршню ход фазы сжатия, а та энергия расширения, которая еще останется (если останется), будет использована крайне неэффективно из-за нерасчетного профиля фронта горения.
Детонация — это еще более неприятный эффект, когда воспламененная смесь взрывается. То есть после короткого момента, когда горение распространяется со скоростью, измеряемой десятками сантиметров в секунду, она вдруг увеличивается в разы. Происходит это под влиянием и температуры и давления, а сам эффект обеспечивается наличием определенного количества одного из продуктов горения. Эффекты от детонации: вместо фронта горения получаем ударную волну (в принципе то же самое, но только в разы больше скорость и температура), как следствие — резкое падение термического КПД и ударные нагрузки на поршневую группу, постепенное разрушение камеры сгорания. А теперь на секундочку представьте, что происходит, если детонация возникает не после поджога смеси свечой, а после самовоспламенения — все то же самое, но только против хода поршня.
И тут мы приходим к следующему понятию — октановому числу. Оказываете, у разных видов топлива стойкость к преждевременному воспламенению и детонации различается (это называют детонационной стойкостью). Октановое число как раз и является показателем этой стойкости. Чем оно выше, тем выше и стойкость.
Высокооктановое топливо позволяет двигателю работать более экономично, ведь как говорилось выше – такая смесь сгорает полностью, не оставляя недоработанных газов. Также такое топливо более экологично – меньше выбросов в окружающую среду от работы ДВС. И наконец из-за высокой детонационной стойкости — такое топливо позволяет двигателям служить дольше и позволяет инженерам разрабатывать более технологичные и совершенные двигатели.
Различные виды топлива.
Цена на бензин постоянно растет. На сегодняшний день стоимость бензин марки АИ-95 в Москве около 32 руб. за литр, в регионах около 30 руб.
В России высокооктановые бензины получают исключительно методом добавления присадок. Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые компоненты и антидетонационные присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому «звону» при полной мощности мотора (если он не оборудован датчиком детонации). Подавляющее большинство современных инжекторных двигателей имеют датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—102, однако для двигателей с высокой степенью сжатия необходимо использовать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98. При этом часто получается так, что для получения 95-ого бензина присадки используются менее качественные, чем для 98-ого. Так, что заправившись 95-ым после 92-ого можно получить более ровную работу мотора и нагар на свечах в одном флаконе. Понятно, что тут все зависит от конкретной АЗС.
Автогаз (Пропан-бутан):
Нефтяной сжиженный газ, известный в Евросоюзе как Автогаз, LPG, и GLP, в России как Пропан-бутан. Усредненное октановое число смеси пропан-бутана 98 (пропан – 102, бутан – 92), что очень близко к бензину и исключает детонационный режим работы двигателя при любой нагрузке.
Газ легко смешивается с воздухом и равномернее наполняет цилиндры однородной смесью, поэтому двигатель работает ровно и тихо. Газовая смесь сгорает полностью, по этой причине не образуется нагар на поршнях, клапанах и свечах зажигания, что снижает нагрузки на поршневую группу и коленчатый вал.
В отличие от недогоревшего бензина, газ не смывает масляную пленку со стен цилиндров, и поршни всегда работают по маслу. Газ не содержит вредных примесей (свинец, сера), которые на химическом уровне разрушают детали камеры сгорания, нейтрализатор и датчик кислорода (лямбда-зонд) Количество токсичных выбросов снижается более чем на 40%.
В заключении можно однозначно сказать, что по вине пропана-бутана и качественно установленного ГБО, клапана прогореть не могут. Нет ни одного экспертного заключения, в котором бы говорилось обратное.
А. Загрязнение масла и нагар на клапанах при работе двигателя на бензине. (пробег 20 000 км.)
В. Отсутствие каких либо изменений при работе двигателя на автогазе (пробег 20 000 км.)
Форум химиков
Про прогорание клапанов при работе бензинового двигателя на газе.
Про прогорание клапанов при работе бензинового двигателя на газе.
Сообщение alex—1967 » Вс июл 29, 2018 5:34 pm
На автомобиле проседают седла выпускных клапанов.
Двигатель работает на сжиженном газе.
Установлено газобаллонноое оборудование 4-го поколения Digitronic Maxi2.
Двигатель ВАЗ-21114 Евро3 (каталитический нейтрализатор, два датчика кислорода).
Вот надумал заменить сёдла клапанов, купил комплект новых седел, якобы металлокерамических.
Купил тут:
http://sv-parts.ru/catalog/golovka-blok . -komplekt/
Отдавал образец на анализ, результаты:
Mo 1,5
Cu 0,83
Ni 0,55
Fe 94,6
Mn 0,78
Cr 1,21
V 0,08
Ti 0,08
При пробеге 100 т.км. занимался ремонтом ГБЦ — замена двух седел выпускных клапанов, притирка клапанов.
Специально поменял только два сильно изношенных седла(просели на 1 и 1,5мм), чтобы сравнить .
Обращаю внимание — клапана не сильно поношены, изношены только седла клапанов.
Когда снимал головку — поставил уменьшенную прокладку для повышения степени сжатия.
Вариатор угла опережения зажигания для газа тоже стоит, стандартное значение +9 градусов при работе на газе.
Недавно, при пробеге 107 тыс. км, проверил зазоры — клапана все также продолжают проседать — за 7 тыс. просели на 0,05. 0,1мм.
Что вновь установленные металлокерамические, что старые заводские — практически одинаково.
Собственно, проблема это известная, давно известная.
Но вот причины.
Собственно, распространенные мнения такие:
1. Температура горения газа выше, чем бензина.
2. Газ горит дольше, чем бензин
3. Газ сгорает полностью, не оставляя никаких несгоревших остатков,
которые являются твердой смазкой между седлом клапана и клапаном.
4. Неправильная настройка газового оборудования, приготовляется обедненная смесь,
которая гораздо дольше горит.
5. Неправильная настройка газового оборудования, приготовляется обедненная смесь,
которая «прожигает» клапана из-за повышенного содержания кислорода.
И контраргументы против этих доводов тоже давно озвучены:
https://www.drive2.ru/c/2941684/
, вкратце по вышеуказанным пунктам:
1. Бред, температура горения газа даже ниже, чем бензина.
2. Неактуально, при нормальных настройка, тем более у меня увеличена СЖ и установлен вариатор УОЗ.
3. Неактуально, при микросварке поверхностей клапана и седла происходил бы износ и седла и клапана примерно одинаково.
4 и 5. Однозначно неактуально, подключая диагностическое оборудование, я наблюдаю показания датчика кислорода и вижу, что смесь в норме.
Собственно, что мне представляется возможным — возможно разница в том, что в газ, в отличие от бензина,
специально добавляют одорант, который , вроде бы, представляет собой химическое соединение с содержанием серы.
При сгорании топливной смеси образуется оксиды серы, которые вместе с образующимися при сгорании парами воды дают серную и/или сернистую кислоту,
которая и приводит к повышенному износу именно седел клапанов. Как показывает практика и чугунные и металлокерамические седла хорошо ржавеют,
а клапаны изготовлены и жаропрочной стали и гораздо лучше противостоят коррозии.
Да, я знаю, что бензин тоже содержит серу. Но, может быть, в современных бензинах серы достаточно мало?
Или, может быть, сера там в каких-либо более устойчивых соединениях?
Теперь, собственно, два вопроса к собственно химикам:
1. Возможно такое с теоретической точки зрения? Ничего я не упустил?
2. Как бы это можно проверить на практике?
Мне представляется такой экперемент:
Берем две одинаковые чистые бутылочки, наполняем одинаковым количеством дистиллированной воды, надеваем на выхлопную трубу шланг,
опускаем в одну бутылочку, переключаем двигатель на бензин, заводим, даем поработать , скажем 15 минут, выхлопные газы проходят через воду и
кислота остается в воде. Тоже самое проделываем с другой ёмкостью, только переключаем двигатель на газ. Дальше сравнительный анализ
содержимого этих двух ёмкостей. Какой именно анализ — вот это я бы и хотел узнать у профессионалов здесь.